Dalam fisika W , energi titik nol W adalah energi terendah W yang mungkin dimiliki sistem fisika mekanika kuantum W dan merupakan energi keadaan dasar W sistem. Konsep ini pertama kali dikemukakan oleh Albert Einstein W dan Otto Stern W pada tahun 1913. Semua sistem mekanika kuantum memiliki energi titik nol.
Dalam teori medan kuantum W , ini adalah sinonim untuk energi vakum W , sejumlah energi yang terkait dengan ruang hampa W ruang kosong W .
Karena energi titik nol adalah energi terendah yang dimiliki suatu sistem, energi ini tidak dapat dihilangkan dari sistem. Istilah terkaitnya adalah medan titik nol, W yang merupakan keadaan energi terendah suatu medan; Yaitu keadaan dasarnya W , yang bukan nol.
Tujuan artikel ini adalah untuk menjelaskan konsep dasar, dan mengapa para ilmuwan menganggap mustahil mengekstraksi energi titik nol. Meskipun hal ini diterima secara luas, dan alasannya diketahui secara luas, konsep ini dipromosikan secara luas - baik untuk keuntungan komersial, dan atas dasar keyakinan yang tulus.
Untuk rincian ilmu pengetahuan lebih lanjut, dan tautan untuk studi lebih lanjut, lihat Wikipedia:Energi titik nol .
Fisika dasar
Dalam fisika klasik, energi suatu sistem bersifat relatif, dan didefinisikan hanya dalam kaitannya dengan suatu keadaan tertentu (sering disebut keadaan referensi). Biasanya, seseorang mungkin mengasosiasikan sistem tak bergerak dengan energi nol, meskipun hal ini sepenuhnya sewenang-wenang.
Dalam fisika kuantum, wajar jika energi diasosiasikan dengan nilai ekspektasi operator (fisika)|operator tertentu, Hamiltonian (mekanika kuantum)|Hamiltonian sistem. Untuk hampir semua sistem mekanika kuantum, nilai ekspektasi serendah mungkin yang dapat diperoleh operator ini bukanlah nol; nilai serendah mungkin ini disebut energi titik nol. (Peringatan: Jika kita menambahkan konstanta sembarang ke dalam Hamiltonian, kita mendapatkan teori lain yang secara fisik setara dengan Hamiltonian sebelumnya. Oleh karena itu, hanya energi relatif yang dapat diamati, bukan energi absolut. Hal ini tidak mengubah fakta bahwa energi minimum namun momentumnya bukan nol.)
Asal usul energi minimal yang bukan nol dapat dipahami secara intuitif berdasarkan prinsip ketidakpastian Heisenberg. Prinsip ini menyatakan bahwa posisi dan momentum partikel mekanika kuantum tidak dapat diketahui keduanya secara bersamaan, dengan akurasi yang sewenang-wenang. Jika partikel tersebut terbatas pada sumur potensial, maka posisinya setidaknya diketahui sebagian: partikel tersebut harus berada di dalam sumur. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa di dalam sumur, partikel tidak boleh mempunyai momentum nol, karena jika tidak maka prinsip ketidakpastian akan dilanggar. Karena energi kinetik suatu partikel yang bergerak sebanding dengan kuadrat kecepatannya, maka energi kinetiknya juga tidak boleh nol. Namun contoh ini tidak dapat diterapkan pada partikel bebas yang energi kinetiknya bisa saja nol.
Dalam termodinamika, karena suhu didefinisikan sebagai energi kinetik translasi rata-rata dari suatu partikel yang bergerak, keberadaan energi minimal bukan nol dari partikel tersebut menyiratkan bahwa tidak mungkin mencapai suhu nol mutlak.
Perangkat "energi bebas".
Sebagai sebuah konsep ilmiah, keberadaan energi titik nol tidak kontroversial meski mungkin masih diperdebatkan. Tapi mesin gerak abadi W dan perangkat pembangkit listrik lainnya berdasarkan energi titik nol sangat kontroversial, dan ditolak oleh para ilmuwan arus utama. Deskripsi perangkat energi titik nol yang praktis (atau perangkat energi bebas ) sejauh ini kurang meyakinkan. Demonstrasi eksperimental perangkat energi titik nol sejauh ini kurang memiliki kredibilitas. Karena alasan seperti ini, klaim atas perangkat energi titik nol dan prospek besar untuk energi titik nol dianggap pseudosains W .
Ketika sebuah proposal melanggar hukum ilmiah, ini bukanlah hukum yang harus "ditegakkan" - ini adalah masalah antara perancang dan kenyataan (alam). Hukum yang dipermasalahkan tidak ditentukan sebelumnya oleh manusia, namun baru ditemukan sejak lama, dan tidak pernah ditemukan untuk dilanggar.
Penemuan energi titik nol tidak meningkatkan prospek dunia akan mesin gerak abadi W . Banyak perhatian telah diberikan kepada ilmu pengetahuan terkemuka yang menyatakan bahwa energi titik nol tidak terbatas. Namun energi titik nol adalah energi minimum yang di bawahnya reaksi termodinamika W tidak akan pernah terjadi, sehingga energi ini tidak dapat diambil tanpa mengubah sistem ke bentuk lain dimana sistem mempunyai energi titik nol yang lebih rendah. Perhitungan yang mendasari percobaan Casimir, perhitungan berdasarkan rumus prediksi energi vakum tak terhingga, menunjukkan energi titik nol suatu sistem yang terdiri dari ruang hampa antara dua pelat akan berkurang dengan laju berhingga ketika kedua pelat ditarik bersama. Energi vakum diperkirakan tidak terbatas, namun perubahannya diperkirakan terbatas. Casimir menggabungkan proyeksi laju perubahan energi titik nol dengan prinsip kekekalan energi untuk memprediksi gaya pada pelat. Gaya prediksi, yang sangat kecil dan diukur secara eksperimental berada dalam kisaran 5% dari nilai prediksinya, adalah gaya yang terbatas. [1] Meskipun energi titik nol mungkin tidak terbatas, tidak ada dasar teoritis atau bukti praktis yang menunjukkan bahwa energi titik nol tersedia untuk digunakan dalam jumlah tak terbatas, bahwa energi titik nol dapat ditarik secara gratis, atau bahwa energi titik nol dapat digunakan dengan melanggar kekekalan energi.
Pada prinsipnya, masih ada prospek untuk menemukan sesuatu yang dapat diubah atau dikonsumsi secara permanen untuk menarik sejumlah energi positif melalui efek energi titik nol. Antusiasme harus diimbangi dengan kesadaran bahwa efek Casimir hanya menghasilkan sejumlah kecil energi dan hanya menghasilkan energi yang tidak terbarukan.
Catatan
- ↑ http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Quantum/casimir.html - Artikel ini mengacu pada "gaya tersirat" dari perubahan energi, yaitu gaya yang dibutuhkan oleh konservasi energi.
Untuk bacaan lebih lanjut, lihat bagian Referensi , Bacaan lebih lanjut , dan Pranala luar di artikel Wikipedia.
